Lần đầu tiên chụp được ảnh spin nguyên tử

Mặc dù các nhà vật lí thừa nhận rằng công nghệ điện tử học spin đang xuất hiện có thể vượt mặt điện tử học truyền thống trong việc xây dựng thế hệ tiếp theo của những máy tinh nhanh hơn, nhỏ hơn, hiệu quả hơn, và những dụng cụ công nghệ cao, nhưng không ai thật sự từng nhìn thấy spin – một tính chất cơ lượng tử của các electron - ở từng nguyên tử cá lẻ, tính cho đến nay. Trong một nghiên cứu công bố trên tờ Nature Nanotechnology trực tuyến vào hôm chủ nhật rồi, các nhà vật lí tại trường đại học Ohio ở Mĩ và trường đại học Hamburg ở Đức giới thiệu những hình ảnh đầu tiên của spin đang tác dụng.

alt

Hình dạng và diện mạo khác nhau của từng nguyên tử coban này là do hướng spin khác nhau. Ảnh: Saw-Wai Hla, Đại học Ohio.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kính hiển vi tự tạo với một đầu nhọn tráng sắt để thao tác với các nguyên tử coban trên một tấm mangan. Qua kính hiển vi quét chui hầm, đội khoa học đã định vị lại từng nguyên tử coban trên bề mặt làm đổi hướng spin của các electron. Hình ảnh mà các nhà khoa học thu được cho thấy các nguyên tử có dạng một chỗ thò ra nếu hướng spin là hướng lên, và có dạng chỗ thò ra kép với chiều cao bằng nhau khi hướng spin là hướng xuống.

Nghiên cứu cho thấy các nhà khoa học có thể quan sát và thao tác trên spin, một kết quả có thể tác động đến sự phát triển trong tương lai của ngành lưu trữ từ tính cấp độ nano, các máy tính lượng tử và các dụng cụ điện tử học spin.

“Những hướng khác nhau ở spin có thể nghĩa là những trạng thái khác nhau cho sự lưu trữ dữ liệu”, theo Saw-Wai Hla, phó giáo sư vật lí và thiên văn học ở Viện Nano và Các hiện tượng lượng tử thuộc trường đại học Ohio và là một trong những nhà nghiên cứu chính của nghiên cứu trên. “Những dụng cụ nhớ của các máy tính hiện nay gồm hàng chục nghìn nguyên tử. Trong tương lai, chúng ta có thể sử dụng một nguyên tử thôi và làm tăng công suất của máy tính lên hàng nghìn lần”.

Không giống như các dụng cụ điện tử, chúng giải phóng nhiệt, các dụng cụ gốc điện tử học spin được trông đợi là sẽ tiêu tán ít công suất nhiệt hơn.

Các thí nghiệm được thực hiện trong chân không cực cao ở nhiệt độ thấp 10 Kelvin, với việc sử dụng helium lỏng. Các nhà nghiên cứu sẽ cần quan sát hiện tượng trên ở nhiệt độ phòng trước khi nó có thể dùng trong những ổ cứng máy tính.

Nhưng nghiên cứu mới trên đề xuất một lộ trình đi đến ứng dụng đó, theo lời tác giả đứng đầu nhóm nghiên cứu, Andre Kubetzka thuộc trường đại học Hamburg. Để tưởng tượng ra hướng spin, đội khoa học không những sử dụng một kĩ thuật mới, mà còn sử dụng một bề mặt mangan với trạng thái spin, hóa ra, cho phép các nhà khoa học thao tác trên spin của các nguyên tử coban đang nghiên cứu.

“Sự kết hợp thao tác trên spin và tính nhạy spin mang lại một viễn cảnh mới cho việc xây dựng những cấu trúc cấp độ nguyên tử và nghiên cứu các tính chất từ của chúng”, Kubetzka nói.

Theo PhysOrg.com

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Vũ trụ có nhiều gã khổng lồ hơn chúng ta nghĩ
18/01/2018
Vũ trụ có thể chứa nhiều sao khổng lồ hơn chúng ta vẫn nghĩ. Một bộ phận của Đám mây Magellan Lớn, một thiên hà láng
Nước chậm đông được làm lạnh đến nhiệt độ thấp kỉ lục
16/01/2018
Lần đầu tiên nhiệt độ của nước lỏng chậm đông được đo chính xác đến dưới –40°C. Các nhà nghiên cứu, đứng đầu
Ánh sáng có thật sự kết hợp trở lại sau khi truyền qua hai lăng kính hay không?
15/01/2018
TÓM TẮT. Chúng tôi trình bày một bố trí thí nghiệm đơn giản và rẻ tiền chứng minh rõ ràng các màu của ánh sáng trắng sau
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 4)
12/01/2018
Nhiệt động lực học và entropy Ngoài việc khám phá lực điện từ, nghiên cứu năng lượng ở dạng nhiệt còn đưa đến một
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 3)
12/01/2018
Lực điện từ Nếu ánh sáng thật sự là sóng, thì có vẻ hợp lí thôi nếu ta hỏi: chính xác thì cái gì đang dao động như
Năng lượng tối là gì?
10/01/2018
Trong phần này, đầu óc của bạn bùng nổ bởi vũ trụ đang dãn nở của chúng ta Có lẽ bạn đang choáng váng trước thực tế
Hiệu ứng Hall lượng tử 4D trong phòng thí nghiệm
10/01/2018
Tính chất của một vật liệu 4D giả thuyết đã được mô phỏng trong các thí nghiệm của hai đội vật lí quốc tế. Một đội
Nước chậm đông có thể tồn tại ở hai pha lỏng
07/01/2018
Nước có thể tồn tại ở hai pha lỏng với khối lượng riêng khác nhau. Đó là kết luận của các nhà nghiên cứu ở Thụy
Vui Lòng Đợi

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com